振动流化床干燥机喷雾造粒的研究进展 烘干机
14种流化床干燥器的工作原理及其应用
14种流化床干燥器的工作原理及其应用流化技术起源于1921年。
流化床干燥器又称沸腾床干燥器，流化干燥是指干燥介质使固体颗粒在流化状态下进行干燥的过程。
自流态化技术发明以来，干燥是应用最早的领域之一。
流化技术最早应用于干燥工业规模是于1948年在美国建立多尔一奥列弗固体流化装置，该流化床直径是1.73m，床层温度74℃，每小时处理能力50吨白云石颗粒。
将粉尘杨析以得到较粗制品。
流化床干燥在我国是从1958年以后开始发展起来的一门较新技术，首先是在食盐工业上应用。
目前已广泛应用于化肥、颜料、聚乙烯，对苯二甲酸二酯、药物原料、塑料等方面。
1、流化干燥之所以得到广泛的发展，主要有以下几个优点：（1）由于物料和干燥介质接触面积大，同时物料在床内不断地进行激烈搅动，所以传热效果良好，热容量系数大，可达（2.3-7.0）×kW/m3·K；（2）由于流化床内温度分布均匀，从而避免了产品的任何局部的过热，所以特别适用于某些热敏物料干燥；（3）在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作；（4）物料在干燥器内的停留时间，可以按需要进行调整，所以产品含水率稳定；（5）干燥装置本身不包括机械运动部件，从而设备的投资费用低廉，维修工作量较小。
2、其主要缺点：（1）被干燥物料颗粒度有一定的，一般要求不小于30um，不大于4mm为合适。
当几种物料混在一起干燥时，各种物料重度应当接近；（2）由于流化干燥器的物料返混比较激烈，所以在单级连续式流化干燥装置中，物料停留时间不均匀，有可能发生未经干燥的物料随产品一起排出床层。
3、流化床干燥器的分类随着应用技术的不断发展，流化床干燥器的型式及应用也越来越多，设备的分类方法也有所不同。
按被干燥物料可分为三类：第一类是粒状物料；第二类是膏状物料；第三类是悬浮液和溶液等具有流动性的物料。
按操作条件，基本上可分两类：连续式和间歇式。
按结构状态来分类有一般流化型、搅拌流化型、振动流化型、脉冲流化型、碰撞流化型（惰性粒子做载体）。
喷雾干燥机介绍
出于不同的需要，喷雾干燥机也有许多分类方法，如按气液流向分有并流式(顺流式)、逆流式和混流式；按雾化器的安装方式分有上喷下式、下喷上式；按系统分有开放式，部分循环式和密闭式等等。
众所周知，喷雾干燥的雾分器有多种，但按其雾化基理，雾化器分为离心式、压力式和气流式三种。
习惯上，人们对喷雾干燥机按雾化方式进行分类，也就是按雾化器的结构分类。
将喷雾干燥分为转盘式(离心式)、压力式(机械式)、气流式等三种型式。
大量使用喷雾干燥机是近二十年的事，我国最早工业化的应是气流式喷雾干燥机。
但随着离心式、压力式喷雾干燥机的成功开发，气流式喷雾干燥机能量消耗大的缺点就显现出来(雾化器消耗的能量是另两种的4～8倍)。
最近几年，这种机型在大工业生产中逐渐被其它两种机型所取代，但由于制药行业的特殊需要仍在使用。
离心式喷雾干燥机的高速雾化器是关键设备，放大问题具有很高的技术要求，我国目前不但具备生产气流、机械及机电一体的离心雾化器的能力，而且可以达到每小时处理量45t水。
在杭州、西宁、无锡、靖江等地有专业的雾化器制造厂。
目前离心式喷雾干燥机从每小时处理量几千克到几十吨已经形成了系列化机型。
生产制造技术基本成熟。
压力式喷雾干燥机所得产品为微粒状，在合成洗涤剂、染料、水处理剂等方面都有大量应用。
目前，我国自行设计制造的压力式喷雾干燥机直径可达8m，总高达50多米，蒸发能力达每小时几吨水之多。
目前，在众多的干燥设备中，喷雾干燥机是产值较高的干燥机之一，每台套从几十万到几百万之间。
在温州、上海、无锡、江阴、西宁等地有多家喷雾干燥机的专业制造厂，每年向用户提供上百套喷雾干燥设备。
从研究方面，每次全国干燥会的学术论文中，喷雾干燥技术的研究内容占各机型之首，理论的不完善性和应用的广泛性始终吸引着大批研究人员的目光。
丹麦Niro公司开发的离心雾化器以高精度、高转速和节能著称，不仅可达到均匀和可控粒度的雾化，而且最大的单机处理能力已达到200t/h。
喷雾造粒干燥机工作原理
喷雾造粒干燥机工作原理喷雾造粒干燥机是一种常用于制备颗粒状物料的设备，其工作原理基于喷雾和干燥的相结合。
本文将详细介绍喷雾造粒干燥机的工作原理及其应用。
一、喷雾造粒干燥机的工作原理喷雾造粒干燥机主要由喷雾系统、干燥系统和收集系统组成。
其工作原理可以分为以下几个步骤：1. 喷雾系统：物料溶液通过喷嘴喷雾成微小液滴。
喷嘴的选择和调整对于喷雾效果至关重要，通常采用高压喷嘴或旋转喷雾器来实现细小液滴的生成。
2. 干燥系统：喷雾后的微小液滴进入干燥室，在短时间内与热空气进行充分接触，使液滴中的水分迅速蒸发。
干燥室内的温度和湿度控制是保证干燥效果的关键，通常采用热风或气流干燥的方式。
3. 收集系统：干燥后的颗粒状物料通过收集系统进行收集。
收集系统可以采用旋风分离器、静电除尘器等设备，将颗粒与废气分离，从而实现物料的回收利用。
二、喷雾造粒干燥机的应用喷雾造粒干燥机广泛应用于制药、食品、化工等行业，其主要优点包括以下几个方面：1. 高效性能：喷雾造粒干燥机能够在短时间内将液体物料转化为颗粒状，提高生产效率。
同时，由于颗粒状物料具有较大的比表面积，有利于后续的包装、储存和运输。
2. 可控性强：喷雾造粒干燥机可以通过调整喷雾参数、干燥温度和湿度等参数，实现对颗粒大小、形状和物料性质的控制。
这使得喷雾造粒干燥机在制备不同要求的颗粒状物料时具有较大的灵活性。
3. 适用范围广：喷雾造粒干燥机适用于各种物料的制备，包括溶液、悬浮液、乳液等。
无论是制备药物微粒、食品添加剂还是化工原料，喷雾造粒干燥机都能够满足不同行业的需求。
4. 节能环保：喷雾造粒干燥机采用封闭式操作，减少了物料与外界环境的接触，降低了能量损耗和粉尘排放。
同时，喷雾造粒干燥机还可以通过废气处理系统对废气进行处理，减少对环境的污染。
总结：喷雾造粒干燥机通过喷雾和干燥的相结合，实现了物料的快速转化为颗粒状。
其工作原理简单明了，应用广泛。
在制药、食品、化工等行业中，喷雾造粒干燥机发挥着重要的作用，提高了生产效率，实现了物料的精细化制备。
我国干燥设备的技术进展及未来趋势
２．带式干燥机
带式干燥机是成批生产用的连续 式干燥设备，用于透气性较好的片 状、条状、颗粒状物料的干燥，对于 脱水蔬菜、中药饮片等类含水率高、 而物料呈热敏性的尤为合适。干燥机 具有干燥速度快、蒸发强度高、产品 质量好的优点。对脱水滤饼类的膏状 物料，需经造粒或制成棒状后亦可干 燥。 带式干燥机的大型化技术已有一 定进展， 我 国 已 能 制 造 干 燥 面 积 为
３．喷雾干燥器
按喷雾干燥的雾化方式，习惯上将喷雾干燥器分为转 盘式、压力式、气流式等三种型式。离心式喷雾干燥器的高 速雾化器是关键设备，放大问题具有很强的技术要求。我国 目前不但具备生产气流、机械及机电一体的离心雾化器的能 力，而且可以达到每小时处理量 ４５ｔ 水。在杭州、无锡、靖 江等地有专业的雾化器制造厂。目前离心式喷雾干燥器从每 小时处理量几千克到几十吨已经形成了系列化产品。生产制 造技术基本成熟。压力式喷雾干燥器所得产品为微粒状，在 合成洗涤剂、染料、水处理剂等方面都有大量应用。目前， 我国自行设计制造的压力式喷雾干燥器直径可达 ８ ｍ ，总高 达 ５ ０ 多米，蒸发能力达每小时几吨之多。
一、 前言
近年来，干燥理论的研究方面 并没有突破性的进展，干燥技术的 进步主要集中在干燥设备结构的改 进上，最大限度地适应所处理物料 的需要，使应用技术更加完善，工艺 也趋于合理。经过多年的发展，我国 的干燥行业已形成了一定的企业数 量和生产规模。现从事干燥设备的 企业，主要分布在制药机械、化工机 械、食品机械、农产品加工机械、矿 山冶金、林产品、轻工陶瓷等设备加 工行业，这些行业的干燥设备生产 企业占全行业总数的 ８ ０ ％ 以上。干 燥设备的进步主要集中在以下几个 方面：
通用机械
２００５年 第 ４ 期
内热式振动流化床喷雾造粒试验研究
内热式振动流化床喷雾造粒试验研究
潘霄恒;张则光;叶世超
【期刊名称】《硫磷设计与粉体工程》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】为了开发内热式振动流化床造粒技术的潜在应用价值,对流化床喷雾造粒装置进行改进,同时引入了机械振动和内置加热管群,并以1.6 mm磷酸铵颗粒为晶种,磷酸铵溶液为浆料,在不同操作条件下进行喷雾造粒特性试验.试验结果表明:①在同样的进气温度下提高流化气速会加快颗粒生长,过大则导致粉尘生成率增加;②内加热功率的增大有利于提高颗粒的生长速度;③振动频率和振幅对颗粒成长的影响相似,适度的振动有利于颗粒成长,过大则使粉尘生成率提高.根据试验数据拟合了颗粒生长的经验公式,计算值与试验数据的误差在15%以内.
【总页数】4页(P28-31)
【作者】潘霄恒;张则光;叶世超
【作者单位】四川大学化学工程学院,四川,成都,610065;四川大学化学工程学院,四川,成都,610065;四川大学化学工程学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TQ029.4
【相关文献】
1.酒精污泥在内热式振动流化床中的干燥特性研究 [J], 范辞冬;叶世超;王锐思;齐亚兵;叶丹阳;祝杰;蔡婧菁
2.振动流化床喷雾造粒颗粒成长特性实验研究 [J], 李天友;李黔东;叶世超;石庆宏
3.硝铵磷铵混肥振动流化床喷雾造粒实验研究 [J], 石庆宏;叶世超
4.硼砂在内热式振动流化床中的干燥特性研究 [J], 张则光;叶世超;柳海刚
5.正交设计在内热式振动流化床干燥膏状物料中的应用 [J], 吕芹;朱学军;叶世超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
流化床干燥制粒机工作原理
流化床干燥制粒机工作原理
流化床干燥制粒机是一种将颗粒物料在流化床状态下进行干燥和制粒
的设备。
其工作原理是将物料放入流化床中，通过活性气体（如烟气、氮气等）的不断通入和吹扫，使物料在床内呈现出流化状态，从而实
现干燥和制粒的目的。
具体来说，流化床干燥制粒机的工作原理可以分为四个步骤：
1.物料的进料
物料由进料口进入流化床中，与床内的活性气体混合，形成流体化状态。
2.物料的干燥
热气体在流化床中不断通过，从而将床内的湿物料干燥。
湿润的物料
在流化床状态下，表面积增大，热量更容易传递，干燥效果更佳。
3.物料的制粒
干燥后的物料在流化床状态下，由于气流的剪切力和颗粒间的碰撞，
逐渐形成较规则的颗粒。
4.物料的出料
制粒后的物料通过振动器和出料口排出流化床，贮存在接收设备中。
总体来说，流化床干燥制粒机在工作时需要同时满足气流速度、流化床层高度、气体温度、湿度等多个参数的调节，以保证物料在流态下的最佳干燥和制粒效果。
该设备广泛应用于各类物料的干燥、制粒，如化工、医药、食品等行业。
其优势在于干燥速度快、物料质量易于控制，同时对于粉尘和溶剂有较好的处理效果，具有比传统干燥设备更加优越的性能和效果。
综上所述，流化床干燥制粒机的工作原理是通过流化床状态下的气体通入和吹扫实现物料的干燥和制粒。
其工作过程需要合理调节多个参数以保证物料的质量和干燥制粒效果。
该设备的广泛应用为多个行业带来了极大的便利和优势。
生物喷雾干燥技术的研究进展
生物喷雾干燥技术的研究进展近年来，随着科技的不断进步和研究人员的不懈努力，生物喷雾干燥技术也在不断完善。
随着相关应用领域的不断扩大，这一技术已经逐渐成为生物学、医学、食品科学等领域的研究热点之一。
一、概述生物喷雾干燥技术是一种将液态、浆状或半固态的物质通过喷雾器喷雾成微小颗粒并在高速热风的作用下快速脱水而制成的干燥颗粒的技术。
它是一种高效、快速、经济的制粉和干燥技术，在生物医药、食品科学、材料科学等领域有着广泛的应用。
二、技术原理生物喷雾干燥技术的原理是将液态溶液通过高速喷雾器喷雾成小颗粒，然后通过高速热风对颗粒进行瞬间干燥，使其成为干燥颗粒的过程。
这种技术的关键在于控制喷雾器的流量和颗粒大小、控制热风速度和温度、控制干燥时间等方面。
三、技术优点1. 能够制得颗粒小、干燥速度快、干燥效率高的干燥颗粒。
2. 温度和时间短，可以保留物质的生物活性和药效。
3. 产品质量稳定，可以控制颗粒大小和分布，满足不同应用领域的需求。
4. 可以加工多种不同的物质，包括生物制品、食品原料和颜料等。
四、技术应用1. 生物医药领域生物喷雾干燥技术在生物制品、药物、蛋白质和酶等领域的应用前景巨大。
通过这种技术可以制得小分子药物、肽类药物和蛋白质类药物等干燥颗粒，并且能够保留它们的生物活性、稳定性和效价等特性。
这种技术在疫苗制品和基因治疗等方面也有着广泛的应用。
2. 食品科学领域生物喷雾干燥技术在食品原料、调味品、颜料和添加剂等领域的应用也日益重要。
这种技术可以制得小颗粒的食品原料和添加剂，并且可以保留它们的营养成分和风味。
在干燥浆状食品原料时，这种技术也能够减小颜色的变化和口感的变异，提高干燥速度和干燥效率。
3. 材料科学领域生物喷雾干燥技术在颜料、催化剂、纳米材料等领域有着广泛的应用。
通过这种技术可以制得小颗粒的颜料和添加剂，优化他们的物化性能。
另外，在制备纳米材料方面，生物喷雾干燥技术也可以制备出粒径小、分散性好的纳米粉末。
喷雾造粒干燥机工作原理
喷雾造粒干燥机工作原理
1.液体物料制备：首先，将需要进行造粒的液体物料制备成均匀的溶液或悬浮液。
该溶液或悬浮液通常包含溶剂、溶质、辅料等成分，具体成分根据产品需求而定。
2.喷雾：将制备好的液体物料通过泵送送入喷雾机的喷雾室。
在喷雾室中，液体会通过高压喷嘴进行喷雾，形成微小的液滴。
为了保证液滴尺寸的均匀性，通常使用旋转碟片或压缩气体等方法进行喷射。
3.干燥：喷雾后的液滴进入热风室，与热风进行接触。
热风可以由传热系数高、热源温度可调的热风机提供。
在热风的作用下，液滴的表面蒸发并形成微小的颗粒。
这是因为热风中的温度高于液滴的沸点，使液体表面迅速蒸发，形成孔隙结构的颗粒。
4.分离和收集：经过干燥后，颗粒状物料会进入系统的分离装置，通常是离心分离器或旋转分离器，以将固体颗粒与气体分离。
分离后的固体颗粒会通过振动筛或气力输送器等方式收集，而气体则经过除尘器处理后排放。
需要注意的是，喷雾造粒干燥机的工作原理是通过热风和液滴之间的传热传质过程实现的。
热风在干燥室内产生对流传热，迅速蒸发液滴表面的水分，形成颗粒状物料。
同时，热风中所含的固体颗粒也可以起到核模板的作用，加速液滴的干燥和固化过程。
1.可以快速将液体物料转变为颗粒状，实现连续生产。
2.可以控制颗粒的大小和形状，以满足不同产品的要求。
3.干燥过程中的热风循环利用，节约能源。
4.设备操作简单，易于维护和清洁。
总的来说，喷雾造粒干燥机是一种高效的技术，广泛应用于制药、食品、化工等行业，用于制备颗粒状产品。
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粉体物料经过造粒过程制备粒状产品可以达到改善产品流动性、拓宽产品应用范围、避免使用中的二次污染、或达到对产品进行改性等目的,而流化床造粒方法由于其生产强度大、产品质量好,同时集成粒、混合、干燥过程于一体,大大简化工艺流程,因此该技术广泛应用于化工、食品、医药、生物、肥料等领域中。
当前,我国农药行业也在积极研究该项技术开发农药水分散粒剂产品。
136.一611.二988流化床造粒主要可分为流化床喷雾造粒、喷动流化床造粒、振动流化床造粒等几种。
近几年,高速超临界流体(RESS)造粒也有所发展。
根据喷嘴位置的不同,流化床喷雾造粒又可分为顶部喷雾法、底部喷雾法和切向喷雾法。
不同的流化床造粒方法其基本原理是一致的,即借助物料之间的附着、凝聚力成粒。
在成粒过程中要使粉体保持流动状态,在装置内加入粉体,靠流化气体的作用使粉体进行循环流动,以喷入的粘结剂为介质,使粉体互相凝集成粒,粒子之间互相接触及冲撞逐渐成长,控制物料在装置内的操作时间长短,得到不同大小的颗粒产品。
1颗粒成长机理研究流化床制粒过程中,颗粒有两种长大方式:一种是包衣长大;另一种是团聚长大。
包衣长大方式是通过喷淋液在母粒周围反复涂层,以晶核为中心,干燥后使颗粒增大,最终颗粒是以原始颗粒为基本粒子,形状与原始粒子相近。
按此机理成粒,生长速度较慢,成长稳定均一,溶解速率慢,但机械性能好。
团聚长大方式是由两个或两个以上的粒子通过粘合剂形成“液桥”,团聚在一起形成一个大粒子,被粘合剂浸润的粒子与其周围粒子发生碰撞,粘附在一起,颗粒间通过“固桥”连在一起形成大颗粒。
按此机理成粒,生长速度快,比表面积大,溶解性好;但粒度不均匀,形状不规则,机械特性差。
团聚长大方式是水分散粒剂造粒成粒的主要方式。
以团聚方式长大的颗粒,根据不同的雾化液滴工艺条件,有几种不同的颗粒成长方式:①喷雾液滴较小时,制粒过程由粉粒+粉粒→微粒,微粒+粉粒→细粒两个阶段组成。
由于生成微粒消耗了很多粉粒和液滴,以及雾滴小、蒸发快,难以形成较大的颗粒;②喷雾液滴中等大小时,制粒过程除了以上介绍的生成微粒和细粒两个阶段外,还可以发展到第3阶段,即:微粒+微粒,细粒+粉粒→颗粒。
此时,颗粒生长速度较快,可得到粒径较大的颗粒产品;③喷雾液滴大时,制粒过程分为四个阶段,在以上三个制粒阶段的基础上,还存在细粒+细粒,细粒+颗粒→粗颗粒的第四阶段。
此时,颗粒生长速度更快,颗粒直径变得更大。
但是,由于制粒过程中存在粉粒、微粒、细粒、颗粒和粗颗粒,因而制得的颗粒粒径分布相当宽。
研究表明,FL 3C型流化床喷雾制粒机的制粒过程,符合上述的团聚方式长大过程。
除了喷雾液滴大小对粒径有影响外,团聚制粒的颗粒成长方式还受到粘合液粘度(表面张力)等结合力的影响。
当粘合液粘度较高时,所形成的液体桥的结合力相对较强,有能力在微粒、细粒、颗粒之间形成二次和三次凝聚制粒过程,从而制得的颗粒也较大。
此外,较高的流化空气温度,有利于加速粘合液中溶剂的蒸发、减小粘合液液滴尺寸和减少液体交连架桥数量,从而使得产品颗粒粒径有减小的趋势。
流化床喷雾制粒产品颗粒的大小,还取决于团聚的粘合和磨损两种因素的平衡。
一方面,由于喷雾溶液的作用,粉粒逐步结合在一起形成更大的颗粒;另一方面,流化过程中颗粒间的相互碰撞磨损,将破坏或者阻碍颗粒的形成。
喷雾液体的数量和粘结强度、操作参量、流化床结构形式、流化时间等均影响这两种因素的平衡,从而影响产品颗粒粒径及其分布。
2流化床造粒的影响因素研究研究中将流化床造粒过程的主要影响因素总结如下:①流化气速的影响。
流化气速的大小直接影响床层的流化状态。
当流化气速过小,并且床温过高时,易造成“干式”失稳,此时流化气带来的热量不足以使溶剂及时蒸发,会造成床层“湿式”失稳。
而过大的气速会增大磨损,使得造粒的效果下降;②流化床层温度的影响。
当其他操作条件相同时,床层温度低则床内湿度高,雾化液滴易于在颗粒表面上铺展开而形成较大的因液接触面积,因而颗粒易于碰撞后团聚,所以颗粒生长速率快,但过低的床层温度易导致湿式死床。
反之,床层温度高时则生产能力较高,设备利用率高,同时提高了流化床的传热温差和传热效率。
但过高的床温会降低造粒的效率,这主要是因为雾化液滴在没有接触到流化颗粒之前就已经被干燥,干燥后的粉尘随流化气体扬析出来;③料液流速对颗粒生长速率的影响。
在保证充分的热量供给和流化情况较好时,料液流速越大,则颗粒生长越快,颗粒粒径增长速率随时间增大而减小;④初始粒径的影响。
初始粒径越大,颗粒的相对生长速率减小,一般认为随着初始粒径的增大,由于碰撞磨损和自身重力等引起的分散力增大,使团聚成功率降低,层式机理成长所占比重加大。
当初始粒径小时,粒子更易团聚,所以颗粒生长速率较大;⑤粘合剂的影响。
一般说来,粘合剂的粘度随浓度的增大而显著增大,颗粒更易于团聚,成长速度加快。
用FL 5流化床喷雾制粒机进行了研究,通过粘合剂的供液速度(因素A)、流化床层的温度(因素B)、粘合剂溶液的浓度(因素C)及压缩空气气压(因素D)四个因素对制粒结果的影响分析得出了如下结论:①由正交分析可知,对最终制粒结果的影响顺序从大到小依次是A、C、B和D,即供液速度对制粒结果的影响最强,压缩气压对制粒结果的影响最弱。
最优参数组合是A1B3C1D3,即在供液速度25mL/min、床层温度55℃、粘合剂浓度7%、压缩气压为0.2MPa的组合条件下制粒结果最佳;②又由进一步的方差分析可知:因素A对颗粒尺寸的影响程度达0.05级,属于显著,因素B对颗粒尺寸的影响不显著,因素C对颗粒尺寸的影响尚显著。
用FL 3C流化床喷雾制粒机进行了研究,得出如下结论:①流化制粒所得产品颗粒,其平均粒径、假密度和流动性均随粘合液喷雾速率、空气进气温度、粘合液喷雾空气压力、粘合液浓度和粘合液加入量的影响较大;②产品颗粒的平均粒径随喷雾速率、粘合液浓度和粘合液加入量的增加而变大;随着空气进气温度、粘合液喷雾空气压力的增加而减小,而产品颗粒的流动性则相反。
但是,随着粘合液加入量或者喷雾时间增加到f定值后,平均粒径的增长速度明显变缓。
这是由于在制粒过程中存在着凝聚制粒和碰撞磨碎两个相反的过程,当粒径达到一定尺寸后,两者趋于动态平衡;③产品颗粒的假密度一般随颗粒平均粒径的增加而降低,这是由于一般产品颗粒的空隙串随着颗粒平均粒径的增大所致。
但是当粘合液喷雾空气压力较低或粘合液浓度较低时出现相反的情况;④气候条件对流化制粒过程有一定影响。
在同样的操作参数下,阴雨制得的颗粒,其平均粒径比晴天制得的大。
在“流化床喷雾制粒机的喷嘴及原辅料对制粒结果的影响”的研究中认为:①喷嘴高度对颗粒尺寸的影响不显著,对粒径分布的影响达0.05级显著;②喷射角度对颗粒尺寸的影响0.01级显著,对粒径分布的影响不显著;③喷嘴的空气流量增加会使颗粒尺寸变大;④原辅料的混合比及淀粉类型对颗粒尺寸有0.01级影响,原辅料表面积的变化可由混合比的变化实现,最终改变所制得的颗粒的尺寸。
以FL 3C型流化床喷雾制粒机为研究对象,玉米淀粉为物料,通过多因素的正交试验,对多参量共同作用下,各参量对产品颗粒物性影响的显著性及其规律进行了研究。
得出以下结论:①在多个过程参量的共作用影响下,各种过程参量对产品颗粒粒径的影响从大到小依次是:喷雾空气压力,空气加热温度,粘合剂喷雾速率,喷雾空气压力和粘合剂喷雾速率的交互作用,流化空气的流率。
其中,喷雾压力对粒径的影响最大,空气加热温度、粘合剂喷雾速率以及喷雾压力和粘合剂喷雾速率的交互作用对颗粒粒径有一定影响,而流化空气流率的影响不显著;②增加喷雾空气压力、空气进口温度和流化空气流率,都可以导致产品平均粒径下降。
而增加粘合剂喷雾速率,可以增大产品平均粒径;③对颗粒流动性指标影响的多因素试验研究表明,有显著影响的因素依次是:喷雾压力>喷雾空气压力和粘合剂喷雾速率的交互作用>粘合剂喷雾速率>空气加热温度>流化空气的流率,其中喷雾压力对流动性的影响最大,而流化空气流率的影响很小。
各种过程参量对颗粒流动性的影响规律正好同对颗粒粒径变化的影响规律相反。
根据以上结论,认为在生产过程中,如果需要对颗粒产品物性指标(例如:粒径和流动性等)进行控制,可以首先考虑调整粘合液喷雾空气压力,其次可以调整进气温度、粘合剂喷雾速率以及喷雾空气压力和粘合剂喷雾速率的交互作用,而流化空气流率主要是对流化状态产生影响,不应作为颗粒粒径等物性的调整参量。
3流化床喷雾制粒的骤变失稳及其影响因素研究骤变失稳是指液体经喷嘴导入床层时发生的一种严重的反流化现象,使流化过程不能继续进行。
骤变失稳又可分为湿骤变失稳和干骤变失稳。
骤变失稳对流化床喷雾制粒来说是灾难性的,应当避免。
实验发现,发生湿骤变失稳的主要原因是:流化系统中热空气所提供的有效热量不能满足制粒过程中液体蒸发所需的热量,或者在局部区域液体的蒸发与加入出现不平衡。
①粘合液喷雾速率过快。
实验中发现,若粘合液喷雾速率过快,会迅速出现湿骤变失稳。
此时,设备的空气阻力明显增大,空气流量急剧下降,流化床消失,出现未完全干燥的大团块,并有团块粘附在筛网上,筛网堵塞严重。
分析原因,当粘合液喷雾速率过快时,雾化液滴很大而且润湿作用很强,由液态桥连接的小颗粒还来不及干燥,相互间又迅速凝聚形成更大的颗粒直至产生大的湿块;②喷雾空气压力过低。
当雾化空气压力降至一定值时,原本正常的操作也会发生严重的湿骤变失稳。
随着雾化压力降低,一方面,雾化液滴增大;另一方面,雾化液滴喷雾锥角减小,润湿粉粒的范围缩小,造成雾化液滴分布不均,促使流化床首先在局部范围内出现大的湿块,进而逐步导致整个流化床发生湿骤变失稳;③粘合液浓度与加入量。
粘合液浓度过高、粘合液加入量过多或者喷雾时间太长也会导致湿骤变失稳。
主要表现在,随浓度的提高,逐渐会有过大的块状颗粒因流化气速不够被分离出来,沉于床层底部,导致局部区域流化不良或流化消失。
随着粘合液加入量的增加,床层湿度逐步增大,达到一定临界点后,流化床发生湿骤变失稳;④进气温度过低。
进气温度过高,可导致粘合液雾滴被过早干燥而不能有效制粒。
反之,若进气温度过低,流化床的干燥能力会因此大大降低,导致粘合液无法及时被蒸发而使粉粒过度润湿,造成粉粒的严重凝聚和结块,发生湿骤变失稳;⑤各种因素的综合作用。
以上分析了导致湿骤变失稳的不同因素,在实际的操作过程中如果几种因素共同作用,将会加剧湿骤变失稳现象的发生。
因此,合理地确定和控制各操作工艺参量,对防止出现流化床喷雾制粒的骤变失稳有重要意义。
4结束语流化床喷雾造粒技术应用前景广阔,但由于其过程复杂、影响因素众多,因此到目前为止还没有形成系统的理论,其设计放大还基本停留在经验上。
国外的研究较为深入,建立了一些流化床喷雾的理论模型。